带有智能温度控制的水族箱系统设计

发布时间：2021-07-24 20:36

　　作者从水族箱的社会价值出发,通过对智能水族箱功能分析,确立了智能控制器设计目标和框架,完成了硬件设计;在后续软件设计中,使用了PID算法对水温实施了精确控制,避免了当前加热棒等传统加热设备容易烧缸等问题,同时还尝试使用Zigbee进行多个水族箱的联合控制实验,从实验结果看出,该系统已经实现了预定功能。 

【文章来源】：科技视界. 2020,(22)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

智能水族箱硬件框架简图

系统启动后，首先完成初始化并进行自检，然后根据用户需求选择自动管理模式或手动管理模式；自动和手动管理模式的差别在于手动模式下，各种日常工作将在显示模组显示，但各种执行机构并不会被自动启动，而等待用户操作，这样可让用户体验饲养的乐趣；而在自动管理模式下，系统将读取预存在ROM中的命令操作符，根据预定日程完成定时自动投饵、过滤等功能，考虑到夏天饵料容易变质，故最长自动管理时间限定在7天。在其他空闲时间段，系统将不断查询当前的环境状态信息并加以判断，根据判断结果调用功能实体（过滤、恒温、水位控制）等函数，使得环境条件维持在预设范围内，图2为系统主流程图。3.2 PID温度控制算法

本系统大部分执行机构都采用定时/开关控制手法，控制方式简单。但考虑温度控制具有大滞后性以及鱼类的适应能力，水族箱的温度控制考虑采用闭环控制手法。其主要控制思路是利用温度传感器检测温度，然后利用PID算法解算出PWM占空比，然后通过调整开启/关断的时间比值来实现温度控制。图3是PID算法基本结构框图。在本系统中采用位置型数字PID控制算法，其基本控制公式为：

【参考文献】：
期刊论文
[1]智能生态水族箱的设计与实现[J]. 赵春波,李超,侯学梅,马雪.  电子技术与软件工程. 2019(10)
[2]变风量中央空调智能PID控制系统设计研究[J]. 王攀藻,张华.  电子设计工程. 2015(13)
[3]水族箱智能控制系统的设计与实现[J]. 刘大川,李钊合,孙淑杰,袁驰,张志佳.  智能计算机与应用. 2015(02)



本文编号：3301383